Параметры режимов холодной сварки

Параметрами режимов холодной сварки являются:

· давление P (Мпа),

· величина вылета деталей из зажимов (при стыковой сварке) l₀ (мм),

· размеры рабочих выступов пуансона,

· степень деформации ε_min (%).

Величина минимальной степени деформации ε_min, необходимая для образования работоспособного соединения при холодной точечной сварке, %: 60-70 Аl, 85-90 Сu, 55-85 Рb, 86-88 Sn, 30-35 Au, 10-15 In, 50-86 Ag, 85-90 Ni.

При точечной сварке в основном применяют пуансоны с прямоугольными и круглыми рабочими выступами. Ширина рабочих выступов пуансонов прямоугольной формы В = (1... 3) δ (толщина листа); длина L = (5... 7)В; диаметр рабочего выступа пуансонов круглой формы d = (2...3,5) δ.

Давление при точечной сварке в конце деформации, МПа: для А1 700—800, Си — 2000—2500, Си с А1 —1500—2000.

При стыковой сварке деталей важным технологическим параметром является длина выпущенного из зажимной цанги конца детали, так как она вместе с усилием сжатия определяет степень деформации. Длина вылета стержня диаметром d из алюминия рекомендуется (1...1,2)d, меди - (1,25...1,5)d. При сварке разнородных металлов вылет стержня из менее прочного металла должны быть меньшим, чем из более прочного. Например, при стыковой сварке стержня с меди и алюминия вылет медного стержня рекомендуется делать на 30...40 % больше, чем алюминиевого.

Для заготовок прямоугольного сечения вылет несколько больше, чем для цилиндрических при ширине, которая равняется диаметру, и при одинаковых других условиях. Величина вылета заготовки может изменяться в довольно широком диапазоне. Основным условием определения этого параметра есть необходимость симметричной, относительно стыка, деформации металла, без потери устойчивости концов заготовок. С увеличением диаметра (толщины) стержня абсолютное значение вылета возрастает, но его отношение к диаметру уменьшается. Для алюминия вылет изменяется от 0,5d для d = 30 мм до 1,0d для d = 1...3 мм. Для меди вылет изменяется от 0,75d до 1,1d соответственно для диаметров 20 и 2 мм. Конечно, могут быть и отклонения от этих значений.

При сварке внахлёст ширину или диаметр пуансона определяют в зависимости от толщины металла (1...3)б. Для шовной сварки алюминия рекомендуются ролики d = 50б с шириной рабочего выступа (1...1,5)б, высотой (0,8...0,9)б, шириной опорной части (2...4,5)б. Давление пуансона составляет 300...600 МПа для отожженного алюминия, 2000 МПа - для меди.

Основные параметры холодной шовной сварки аналогичны параметрам точечной сварки. Скорость сварки 8... 12 м/мин. Для шовной сварки алюминия рекомендуется применять ролики следующих размеров: диаметром d =50 δ, шириной рабочего выступа а = (1... 1,5) δ, и высотoй h = (0,8...0,9) δ.

Для холодной сварки используется как специализированное, так и стандартное прессовое и прокатное оборудование. Различают оборудование для стыковой, точечной и шовной сварки.

 

Устройство машины МСХ-5-3

Машина МСХ-5-3 предназначена для сварки алюминиевых и медных проводов сечением 2...30 мм².

Основные технические данные:

- рабочее давление сжатого воздуха - 0,1...0,5 МН/м²;

- расчетное усилие сжатия - 50 кН;

- максимальное расстояние между внутренними торцами зажимных губок - 11 мм;

- расход сжатого воздуха на одну сварку - 0,005 м³;

- производительность машины - до 200 сварок/час;

- масса машины - 62 к

Конструкция машины

 

Машина МСХС-5-3 состоит из:

-корпуса;

-сварочного устройства, включающего в себя зажимной и осадочный механизмы;

-резака для подготовки концов проводов к сварке;

-кранов управления работой резака и механизма осадки;

Корпус 1 (рис. 1.1) – прямоугольный коробчатой формы, расположен на четырех ножках 28. Внутри корпуса закреплены основания сварочного устройства и резака, а также размещены оба крана управления работой резака и механизма осадки.

Рис. 1.1. Схема машины МСХС-5-3

 

Сварочное устройство состоит из зажимного и осадочного механизмов.

Зажимной механизм имеет два зажима: неподвижный 6 и подвижный 7. Основания зажимов 14 сидят на направляющих 16. С ними шарнирно соединены при помощи осей 15 рычаги 17.

К основаниям и рычагам зажимов крепятся сменные зажимные губки. Зажимные губки в сомкнутом виде имеют сквозное отверстие, соответствующее по своим размерам и форме сечению свариваемого провода. Губки имеют мелкую насечку для увеличения трения между ними и зажатым в них проводом.

Внутренние торцы зажимных губок в центральной части срезаны под углом 60⁰ и образуют своего рода ножи, которые отрезают облой, образовавшийся в процессе деформации вылета провода при сварке.

К рычагам 17 шарнирно прикреплены тяги 18, на осях 19 которых сидят эксцентрики 20, снабженные рукоятками. При повороте эксцентрика, упирающегося в выступ 14, провод надежно зажимается в губках.

Зажим 6 при осадке упирается в левую стенку 8. Правый зажим 7 скользит по направляющим колонкам 16.

Осадочный механизм в машине – рычажно-пневматический. Правый подвижный зажим 7 соединен с тягой 9. Правый конец тяги соединен с коротким концом рычага 12. Для того, чтобы можно было производить сварку проводов неограниченной длины, ось 8 и тяга 9 имеет соответствующие пазы. Нижний конец рычага 12 шарнирно соединен с концом штока 25 поршня пневматического цилиндра 4.

Правая часть сварочного устройства закрыта съемным кожухом 23.

Резак, служащий для подготовки концов проводов к сварке, состоит из корпуса 21 и пневмоцилиндра 22, на штоке которого закреплен специальный нож. К боковым стенкам корпуса 21 крепится сменная планка 2, размеры отверстий в которой соответствуют поперечным размерам свариваемых проводов.

В исходном положении нож резака расположен ниже отверстий в планке. При подъеме поршня пневмоцилиндра нож обрезает концы проводов, вставленных в отверстия штанги 2 и подлежащих сварке.

Кран управления работой резака расположен правее последнего, внутри корпуса. С поворотом рукоятки 27 влево до упора сжатый воздух поступает в нижнюю камеру пневмоцилиндра 22 и толкает поршень вверх. При этом нож резака обрезает концы проводов, вставленных в отверстия планки 2. Верхняя камера пневмоцилиндра 22 в это время сообщается с атмосферой.

Поршень со штоком перемещается вниз и нож резака опускается в исходное положение. Среднее положение рукоятки крана нейтральное: сжатый воздух не поступает ни в одну из камер пневмоцилиндра.

Кран управления работой механизма осадки расположен также внутри корпуса, правее крана резака. При повороте рукоятки 26 влево до упора, сжатый воздух поступает в левую камеру пневмоцилиндра 4 и толкает поршень вправо. Первая камера цилиндра в это время сообщается с атмосферой. Тяга 9 передвигает подвижный зажим 7 влево и осуществляется осадка. При повороте рукоятки крана 26 вправо, сжатый воздух поступает в правую камеру цилиндра 4, а левая камера сообщается с атмосферой. Поршень со штоком передвигается влево и подвижный зажим переходит в крайнее правое положение.

Давление сжатого воздуха, поступающего из сети, регулируется воздушным редуктором 24, расположенным внутри корпуса, и контролируется с помощью манометра 13.

Порядок работы машины

1. Установить губки соответствующие сечению свариваемых деталей.

2. Подать в машину сжатый воздух.

3. Установить по калибру необходимое расстояние между губками, для чего, плавно передвигая рукоятку крана 9, подвести подвижный зажим к упору губок в калибр и остановить зажим поворотом рукоятки крана в среднее нейтральное положение.

4. Протереть свариваемые стержни, чистой салфеткой, смоченной спиртом или ацетоном, для обезжиривания и удаления с поверхности загрязнений.

5. С помощью резака обрезать концы свариваемых стержней.

6. Установить свариваемые стержни в губки зажимов так, чтобы их стык находился по середине зазора между губками. Зажать в губках зажимов свариваемые стержни, для чего рукоятки эксцентриковых механизмов опустить вниз до упора.

7. Выполнить сварку стержней и обрезку облоя, для этого рукоятку крана механизма осаживания 9 возвратить влево до упора.

8. Освободить сваренную деталь из верхних губок зажимов, подняв вверх рукоятки эксцентриковых механизмов.

9. Возвратить подвижный зажим в крайнее правое положение, повернув рукоятку крана 9 вправо до упора, и вынуть сваренную деталь из нижних губок зажимов.